Курсовая работа: Допуски и посадки Редуктор цилиндрический одноступенчатый

2

Содержание

редуктор посадка подшипник шпонка

Введение

1. Служебное назначение редуктора

2. Служебное назначение детали

3. Размерный анализ технических условий на сборку

4. Расчёт посадок

5. Выбор и расчет посадок колец подшипников

6. Шпоночное соединение

7. Проектирование калибров для контроля гладких цилиндрических поверхностей

Заключение

Литература

Приложение

Введение

Повышение уровня качества продукции, по-прежнему, является важнейшей задачей машиностроения, в успешном решении которой большая роль принадлежит квалифицированным кадрам. Ежегодно на приборо- и машиностроительные предприятия приходят молодые специалисты, которые с первых же дней работы должны выпускать высококачественную продукцию в строгом соответствии с требованиями технической документации (чертежей, технологических карт, технических условий и др.). Техническая документация содержит требования по точности (допускам и посадкам) размеров, формы и расположения поверхностей, а также по параметрам шероховатости.

Указанные на чертеже размеры абсолютно точно получить невозможно. Это объясняется различными причинами: изнашиванием частей механизмов металлообрабатывающих станков, износом режущих частей инструментов, деформацией самой детали при обработке, погрешностью измерительных инструментов, изменением температуры воздуха и т.д.

Даже при обработке деталей на высокоточных станках получаются отклонения от заданных размеров. Следовательно, готовая деталь имеет некоторые отклонения от заданных размеров.

1. Служебное назначение сборки

Данный редуктор - горизонтальный, цилиндрический рису.1, одноступенчатый. Вращение с электродвигателя передается на вал-шестерню 1, затем вал-шестерня передаёт вращение на зубчатое колесо 3 (колесо с валом соединено при помощи шпонки 27). С вала 2 вращение передается рабочим органам машины.

Валы вращаются в роликоподшипниках, которые смазываются смазкой при установке. Для смазки зацепления в корпусе 13 через отверстие, закрываемое крышкой 12, заливается масло. Через отверстие 8 зацепление осматривается. Сливается масло через отверстие в корпусе, закрываемое крышкой 14.

В корпуса имеются 6 отверстий для крепления редуктора к станине машины.

Рисунок 1 Редуктор горизонтально цилиндрический

2. Служебное назначение детали

Деталь «Вал-шестерня» рис.2, является быстроходным валом цилиндрического редуктора и предназначена для передачи крутящего момента от привода к зубчатому колесу соединенным с валом редуктора. Вал-шестерня получает вращение от привода через муфту, установленную на шпонке, и воспринимает крутящий момент боковыми поверхностями шпоночного паза. Вал-шестерня передает крутящий момент боковыми поверхностями зуба зубчатого венца зубьям венца зубчатого колеса. Вал-шестерня установлен в роликовых подшипниках в корпусе редуктора.

Рисунок 2 Вал шестерня

3. Размерный анализ технических условий на сборку

Рассматриваемая размерная цепь образует осевой зазор Д в опорах вала, состоящих из конических двухрядных радиально-упорных роликоподшипников. Для нормальной работы опор вала необходимо обеспечить осевой зазор в подшипниках качения (осевая игра) в рекомендуемых пределах. Рекомендуемая осевая игра роликоподшипников, согласно литературе [6], составляет А_Д= 0_+0,2^+0,3 мм. Этот зазор является замыкающим размером цепи. Таким образом, допуск замыкающего размер равен =0,1 мм.

Рисунок 3 размерная цепь

Размеры цепи:

А₁=195h9 (-0,115) Размер корпуса (увеличивающий)

А₂=3js10 (±0,02) Высота крышки подшипника (уменьшающий)

А₃=20h8 (-0,033) Высота втулки (уменьшающий)

А₄=25 (±0,25) Монтажная высота подшипника (уменьшающий)

А₅=100h8 (-0,054) Размер вала (увеличивающий)

А₆=25 (±0,25) Монтажная высота подшипника (уменьшающий)

А₇=14h8 (-0,027) Высота втулки (уменьшающий)

А₈=8js10 (±0,029) Высота крышки подшипника (уменьшающий)

Составим расчетную таблицу (таблица 1). Расчет цепи будем производить по вероятностному методу (примем K_i=1,2; б_i=0).

Таблица 1

расчетная таблица

Проверим правильность назначения размеров:

А_Д?=?А_iув - ?А_iум=195-3-20-25-100-25-14-8=0

Полученное значение собираемость обеспечивает, номинальные размеры увязаны.

Определение полной взаимозаменяемости: метод полной взаимозаменяемости, при котором требуемая точность замыкающего звена размерной цепи обеспечивается без подбора деталей или изменения его величины.

Используя формулу, определим расчетный допуск

Так как допуск на величину зазора меньше допуска на замыкающий размер, то полная взаимозаменяемость не обеспечивается. Для решения этой проблемы можно применить метод пригонки - обработка кольца (размер А₃) по месту. Достоинством этого метода является то, что он позволяет при высоких требованиях к точности замыкающего звена назначать расширенные допуски на составляющие звенья размерной цепи, благодаря чему упрощается механическая обработка деталей и сокращается трудоемкость их обработки.

В качестве компенсатора используется кольцо номинальной толщиной 20 мм, которое подвергается обработке по месту со снятием металла (шлифованию).

Диапазон компенсации вычисляется, исходя из величин допуска замыкающего звена без учета компенсации, требуемого допуска замыкающего размера и допуска на механическую обработку [3, стр 44]:

Находим расчётную координату середины поля допуска исходного размера [3]:

em'_? =1(0)-1(0-0,0165+0-0,027+0-0,0135+0)=0,057мм

Среднее отклонение компенсатора

em'_к

Предельные значения величины необходимой компенсации размера замыкающего звена будут равны [2, стр 45]:

Расчетный размер компенсатора А₃=20^+0,241_-0,627

В качестве компенсатора используем обрабатываемое по месту кольцо, при обработке, его увеличение выполнить невозможно, следовательно, необходимо заранее увеличить на величину : А₃=20,241_-0,033.

Вывод: точность замыкающего звена достигается методом пригонки при помощи обработки по месту кольца. Так как фактические размеры деталей в каждой сборке разные, размер доработки будет различным для каждой сборочной единицы, при этом указанный метод обеспечивает регулирование зазора с точностью 0,1 мм в пределах расчетного диапазона.

4. Расчет посадок

Расчет проведем для 3 видов посадок согласно справочной литературе [1]

Посадка с натягом. [1. стр.331]

?45Н7/s6

Отклонения по отверстию:

Es=+0.025

Ei=0

Отклонения по валу:

es=+0.059

ei=+0.043

Предельные размеры отверстия

D_max=45+0.025=45.025 мм

D_min=45+0=45 мм

Предельные размеры вала

d_max=45+0.059=45.059 мм

d_min=45+0.043=45.043 мм

Натяги в посадке:

N_max=45.059 - 45=0.059 мм

N_min=45.043 - 45.025=0.018мм

T(N)=N_max - N_min=0.059 - 0.018=0.041мм

Рисунок 4 Схема расположения полей допусков посадки с натягом

Посадка с зазором. [1. стр.283]

?65Н7/g6

Отклонения по отверстию:

Es=+0.03

Ei=0

Отклонения по валу:

es=-0.01

ei=-0.029

Предельные размеры отверстия:

D_max=D+ES=65+0.03=65.03 мм

D_min=D+EI=65+0=65 мм

Предельные размеры вала:

d_max=65+(-0.010)=64.990 мм

d_min=65+(-0.029)=64.971 мм

Зазоры в посадке:

S_max=65.03 - 64.971=0.059 мм

S_min=65 - 64.990=0.01 мм

T(S)=0.059 - 0.010=0.049 мм

Рисунок 5 Схема расположения полей допусков посадки с зазором

Посадка переходная. [1. Стр.324]

?35Н7/k6

Отклонения по отверстию:

Es=+0.025

Ei=0

Отклонения по валу:

es=+0.018

ei=+0.002

Предельные размеры отверстия:

D_max=35+0.025=35.025 мм

D_min=35+0=35 мм

Предельные размеры вала:

d_max=35+0.018=35.018 мм

d_min=35+0.002=35.002 мм

Зазоры и натяги:

S_max= 35.025 - 35.002=0.023 мм

N_max= 35.018 - 35=0.018 мм

T(S,N)=0.023+0.018=0.041мм

Рисунок 6 Схема расположения полей допусков посадки переходной

5. Выбор и расчет посадок колец подшипников

Для расчета посадок колец подшипника воспользуемся справочной литературой [1].

Для расчета берем подшипники для вала шестерни согласно задания.

внутренний диаметр d = 35 мм

наружный диаметр D = 75 мм

ширина B = 26 мм

Для подшипника выбрана следующая посадка:

Посадка подшипника на валу: 35 L0/k6

Отклонения по отверстию

ES = 0 мм

EI = - 0,011 мм

Отклонения по валу

еs = + 0,018 мм

ei = +0,002 мм

Предельные размеры по отверстию:

D _max=35+0=35 мм

D _min=35+(-0.011)=34.989 мм

Предельные размеры по валу:

d_max=35+0.018=35.018 мм

d_min=35+0.002=35.002 мм

Натяги в посадке:

N_max=35.018 - 34.989=0.029 мм

N_min=35.002 - 35=0.002 мм

T(N)=0.029 - 0.002=0.027мм

Рисунок 7 График полей допусков для подшипниковой посадки по валу

Посадка подшипника на валу: 75 H7/l₀

Отклонения по отверстию

ES = 0.03 мм

EI = 0 мм

Отклонения по валу

еs = + 0 мм

ei = -0,011 мм

Предельные размеры отверстия.

D_max=75+0.030=75.030 мм

D_min =75+0=75 мм

Предельные размеры вала.

d_max=75+0=75 мм

d_min= 75+(-0.011)=74.989 мм

Определяем зазоры

S_max=75.030 -74.989=0.041 мм

S_min==75 - 75=0 мм

T(S)=0.041 - 0=0.041 мм

Рисунок 8 График полей допусков для подшипниковой посадки по отверстию

6. Шпоночные соединения

Определение размеров шпонки и шпоночного паза для диаметра вала и отверстия.

Расчет шпоночного соединения произведем по справочной литературе [8]

b=10мм, h=9мм, t₁=5,5мм, t₂=3,8мм, l=28мм

t₁-глубина паза вала

t₂-глубина паза колеса(втулки)

Длина шпонки 28 h14 мм, шпоночного паза 28 H15 мм.

Шпонка 10х9х28 ГОСТ 23360-78

Поля допусков:

Шпонка h9,паз вала N9, паз колеса Is9

Посадки: шпонка-паз вала ; шпонка-паз колеса (втулки)

Рисунок 9 Схема полей допусков шпоночного соединения

Отклонения шпонки по h9:

es=0

ei=-0,043мм

b_max=10мм

b_min=9,957мм

Отклонения паза вала по N9:

ES = 0 мм;

EI = -0,043 мм;

b₁max =10 мм, b₁min = 9,957 мм.

Отклонения для паза втулки по Is9:

ES = +0,0215 мм,

EI = -0,0215 мм,

b₂max = 10,0215 мм,

b₂min =9,9785 мм.

Соединение паз вала - шпонка:

S₁max = 10-9,957=0,043 мм;

N₁max = 10-9,957=0,043 мм;

Соединение паз втулки - шпонка:

S₂max =10,0215-9,957=0,0645мм;

N₂max = 10-9,9785=0,0215 мм.

Отклонения на размеры шпонки и шпоночных пазов на валу и во втулке:

на высоту шпонки - 9h11(-0.09); на длину шпонки - 28h14(-0.160);

на длину паза вала -28H15(+0.2); на глубину паза вала: d - t₁=20,5(+0,18); на глубину паза втулки:d + t₂=29,8(+0.18).

Рисунок 10 расчетная схема шпоночного соединения

7. Проектирование калибров для контроля гладких цилиндрических поверхностей

Расчет калибров проведем по справочной литературе [3]

Расчет гладкого калибра-скобы для контроля отверстия 35k6.

Dmax=35,018 мм

Dmin=35,002 мм

По таблице [3. стр. 266] находим данные для расчета размеров калибра: Z₁ = 3 мкм, Y₁ = 3 мкм, H₁ = 4 мкм, H_P = 1,5 мкм.

Наименьший размер проходного нового калибра - скобы:

Исполнительный размер калибра - скобы ПР 35,013 ^+0,004.

Наибольший размер изношенного проходного калибра - скобы:

Наименьший размер непроходного калибра - скобы:

Контрольные калибры:

Исполнительный размер контркалибров

35,015_-0,0015

Исполнительный размер контркалибров

35,015_-0,0015

Исполнительный размер контркалибров

35,002_-0,0015

Рисунок 11 Схема полей допусков для калибра скоба

Расчет калибра-пробки для контроля отверстия (75Н7).

Предельные отклонения:

ES = +0,03 мм,

EI = 0 мм.

предельные размеры для вала

D_max = 75,03 мм

D_min =75 мм.

Для данного размера и поля допуска: Z = 4 мкм, Y =3 мкм, Н=5 мкм, б=0 мкм.

Наибольший предельный размер новой пробки:

Исполнительный размер калибра ПР 75,0065_-0,005